一种高超声速喷管多阶连续气动型面的确定方法

摘要

本发明提供一种高超声速喷管多阶连续气动型面的确定方法，给定喷管出口参数，通过计算出边界条件，建立特征线网格，计算通过特征线的流量，利用质量守恒原理得到喷管型面曲线，再计算出各点处附面层位移厚度，无粘型面加上附面层位移厚度，即得到喷管的物理型面，根据本发明方法设计的喷管，不仅可以保证气动型面的多阶连续，且没有经验公式的影响，喷管出口气流均匀分布。

主权项

1.一种高超声速喷管多阶连续气动型面的确定方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)建立坐标系，以喷管入口和出口中心点的连线为x轴，喷管出口的方向为x轴的正方向，以过喉道顶点T垂直于x轴的直线为y轴，喉道顶点T位于y轴的正半轴上，x轴和y轴的交点为原点O，G点和A点为所述高超声速喷管多阶连续气动型面上的点，A点位于G点和D点之间，D为喷管出口点，T、G、A、D四点的横坐标值依次增大，其中D点为喷管型面上横坐标值最大的点，E点、B点和C点均为x轴上的点，且E点、B点和C点的坐标依次增大；(2)确定边界右行特征线TI的参数，I为x轴上的点；(3)计算源流区马赫数为1的圆的半径r₁；(4)确定边界IE的参数；(5)确定特征线EG的参数；(6)确定特征线AB的参数；(7)确定边界BC的参数；(8)确定边界CD的参数；(9)在确定边界条件TI、IE、EG、AB、BC、CD之后，建立特征线网格，特征线网格TIEG由E点出发，向上游推进建立，特征线网格ABCD由B点出发，向下游推进建立，然后由质量守恒原理确定出无粘型面坐标；(10)通过公式计算喷管出口的边界层位移厚度令喉道边界层位移厚度为0，喉道到出口间的边界层位移厚度增长为线性关系，即得到各点处的边界层位移厚度，其中p_D为D点运动粘性，u_D为D点速度x轴分量，x_D为D点横坐标，无粘型面坐标加上位移厚度，即得到所述高超声速喷管多阶连续气动型面。